Роторная помпа. Роторные насосы: пластинчатые, вакуумные, бочковые. Современные насосы с мокрым и сухим ротором.
Если в случае с выбором насоса встал вопрос, какой лучше - насос с мокрым ротором или с сухим, то попробуем разобраться с такими агрегатами на примере циркуляционных насосов. Известно, что такое оборудование успешно применяется для создания отличной и бесперебойной циркуляции теплоносителя в системе отопления частного дома.
Оба обеспечивают снижение потребляемой мощности в рабочем режиме - когда поток и давление необходимы для работы. Они также сохраняют питание в режиме ожидания - когда система работает на холостом ходу или в нерабочем режиме. Кроме того, они могут уменьшить требуемый размер - и, следовательно, затраты на клапаны, проводники и фильтры, необходимые для схемы.
Нагрузочный зубчатый насос, показанный на рис. 19, минимизирует потребление энергии в рабочем режиме, разделяя общий поток нагнетания в соответствии с дистанционным давлением первичной функции и основным потоком. Это достигается посредством одного сигнала измерения нагрузки, происходящего из схемы приоритета, и направляется как можно ближе к стороне разгрузки шестеренок насоса.
В рабочем состоянии насос с любым из типов ротора нагнетает объем жидкости по трубам, заставляя её двигаться постоянно вперед. В результате такого воздействия на теплоноситель имеем следующие преимущества:
- Постоянный температурный показатель радиаторов на всех участках системы теплоснабжения;
- Отсутствие воздушных пробок в системе, а значит, исключение вероятности гидравлического удара в ней;
- Экономия семейных средств на расход топлива или электроэнергии для подогрева теплоносителя (теперь не нужно усиленно кочегарить котёл, чтобы желаемая температура воды скорее достигла радиаторов в дальней комнате дома и прогрела её). Насосы с мокрым ротором или сухим ротором сделают все быстрее и продуктивнее.
Важно: насосы с роторами всех типов имеют в своей конструкции два отверстия: всасывающее и нагнетательное. Таким образом, агрегат выполняет свою работу, продвигая её по замкнутому контуру.
Добавление управления разгрузкой в схему насоса, рис. 20, позволяет системе экономить электроэнергию в режиме ожидания, а также в рабочем режиме. Этот контроль должен устанавливаться параллельно с впускным отверстием гидростата и как можно ближе к стороне нагнетания зубчатых колес. Он должен быть пилотирован одним и тем же сигналом измерения нагрузки, как на рисунке. Этот сигнал заставляет насос откачивать весь поток от выхода во вторичный контур и под давлением, значительно превышающим настройку давления гидростата в режиме ожидания.
Как устроен такой агрегат?
Циркуляционные насосы имеют схожее с дренажными помпами устройство. Корпус насоса с наличием сухого или мокрого ротора чаще всего выполняют из прочных сплавов, таких как латунь, чугун, нержавеющая сталь или бронза. Такие металлы отлично взаимодействуют с водой высоких температур или с агрессивными средами (в случае дренажного ротора).
Управление разгрузчиком должно работать с тем же самым дистанционным сигналом обнаружения нагрузки, который управляет гидростатом. В отличие от гидростата разгрузочный ковш разгрузочного устройства сконструирован с противоположными участками, имеющими отношение по меньшей мере 2: любое заданное давление в линии, которое превышает 50% давления нагнетания насоса, закроет управление разгрузкой. Способность разгрузочного управления разгружать насос до давления атмосферного нагнетания контролируется силой тарельчатого или плунжерного пружины.
Сам ротор производит либо из прочной нержавеющей стали, либо из керамики. А рабочий узел (колесо с лопастями) располагают на валу ротора.
Принцип работы такого устройства заключается в создании центробежной силы внутри помпы и выглядит таким образом:
Во включенном состоянии ротор приводит в действие колесо с крыльчаткой, которое вращается достаточно быстро, создавая понижение давления в камере помпы. Это способствует притоку воды в резервуар. Далее попавшая в камеру вода повышает давление и при этом прижимается к стенкам внутреннего резервуара насоса. Вследствие такого перепада происходит выталкивание воды в выходное отверстие. Цикл повторяется снова и снова, до выключения агрегата.
Управление разгрузкой устанавливается на самое низкое значение, чтобы поддерживать внутреннюю нагрузку на давление шестеренчатого насоса. По сравнению со стандартной цепью шестерённого насоса с фиксированным рабочим объемом, этот элемент управления может снизить энергопотребление в режиме ожидания на 90%.
Это приводит к тому, что гидростат и управление разгрузкой чувствительного к нагрузке шестеренного насоса реагируют на условный сигнал в соответствии с давлением нагнетания. Это достигается путем предоставления облегченного хода, рис. 21, что заставляет гидростат выступать в качестве основного этапа управляющего клапана с пилотным управлением.
Деление насосов с ротором на типы
Всё насосное оборудование с ротором можно поделить на два вида:
- Агрегаты с «мокрым» ротором;
- Насосы с «сухим» ротором.
В первом случае речь идёт о механизме, ротор которого не имеет прямого контакта с перекачиваемой водой. Обособленность ротора в механизме помпы поддерживают специальные керамические или металлические уплотнители в виде колец. Они-то и защищают ротор от прямого контакта узлов с перекачиваемой средой. Но здесь принцип работы устройства с мокрым ротором заключается в том, что между трущимися друг о друга защитными кольцами располагается тонкий, еле заметный водяной слой. Он способствует поддержанию разности давления в системе отопления и в рабочей камере, а значит, обеспечивает герметичность роторного отсека. При этом в моменты работы кольца -уплотнители притираются друг к другу сильнее, что обеспечивает еще большую герметичность устройства.
Возможность установки линии измерения нагрузки запатентована и делает чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос полезным для функций, отличных от чувствительности к нагрузке. Комбинированный контрольно-измерительный шестеренный насос, рис. 22, предназначен для насосов большого объема и обходит вторичный поток в бак. Он также запатентован и может использоваться в тех же приложениях, что и насос с двойным управлением. Однако, поскольку вторичный поток должен быть направлен в бак, он не может использоваться, когда вторичная цепь управляет нагрузкой.
Важно: циркуляционные агрегаты для систем отопления или кондиционирования с «мокрым» ротором могут быть как однофазными, так и трехфазными. То есть использовать такие помпы можно и дома, и на большом производстве или промышленном предприятии.
Благодаря именно таким принципам работы агрегат с «мокрым» ротором отличается целым рядом преимуществ:
Масляные ротационные лопастные насосы являются первичными насосами на большинстве вакуумных систем, используемых в промышленности термической обработки. Они также называются «опорными» насосами при использовании в сочетании с бустерным насосом или с усилителем и вторичным насосом, как правило, с диффузионным стилем. Ротационный лопастной насос также может использоваться отдельно, когда высокий вакуум не требуется, и более низкая откачка приемлема.
Имеются двухступенчатые конструкции, в которых используются два ротора, встроенные в насос внутри насоса. Из-за преобладания роторных лопастных насосов важно, чтобы дизайнеры и пользователи промышленного вакуумного оборудования хорошо понимали, как работают эти насосы. В этой серии статей будут рассмотрены принципы работы насоса, конструкции насосов, масла для насосов, одноступенчатые и двухступенчатые конструкции насосов, загрязнение и газовый балласт, общие аксессуары, применение, устранение неисправностей и техническое обслуживание насоса.
- Низкий уровень шума при перекачивании воды по системе;
- Скромный вес и небольшие габариты;
- Возможность длительной эксплуатации без остановок;
- Экономичное энергопотребление;
- Простота монтажа, настройки, обслуживания и ремонта.
При этом большей популярностью у современного потребителя пользуются именно моноблочные устройства с «мокрым» ротором.
Из различных технологий вакуумного насоса роторные лопастные насосы считаются мокрыми, насосами с принудительным вытеснением. Их часто называют «мокрыми» насосами, потому что закачиваемый газ подвергается воздействию масла, используемого в качестве смазки, чтобы обеспечить уплотнение.
По этой причине масло тщательно отбирается и специально предназначено для применения. Положительное смещение указывает на то, что насос работает путем механического улавливания объема газа и перемещения его через насос, создавая низкий уровень. Давление на входной стороне.
Важно: но наряду со всеми перечисленными преимуществами КПД насоса с ротором «мокрого» типа существенно ниже и составляет около 55%. Таким образом, использовать подобный механизм лучше всего в домах небольшой площадью, где замкнутый контур системы отопления имеет небольшую протяженность.
Если же говорить о водоподающих насосах с ротором «мокрого» типа, то и здесь устройства будут немного уступать своим собратьям с «сухим» ротором. Но это относится только к поверхностным агрегатам.
Преимущества и недостатки роторных насосов
Ротационные лопастные насосы сконструированы так, что статор насоса погружен в масло и содержит ротор, который эксцентрично установлен. Ротор содержит две лопасти, которые скользят в диаметрально противоположных слотах. Лопатки могут быть подпружинены, но в противном случае полагаться на центробежную силу, чтобы вытолкнуть наружу к стенке статора. Когда ротор вращается, концы лопастей постоянно соприкасаются со стенкой статора.
Вся сборка обрабатывается и монтируется с жесткими допусками, так что зазор между верхней частью ротора и стенкой статора составляет приблизительно 0, 25 мм. С маслом, обеспечивая уплотнение между входной и выходной сторонами. Масло циркулирует из масляного резервуара в внутреннюю часть насоса и выпускается через выпускной клапан с помощью перекачиваемого газа.
Важно: обязательное условие качественной работы помпы с «мокрым» ротором и соблюдения принципов перекачивания воды является правильная установка агрегата на контур. Здесь вал оборудования должен располагаться строго горизонтально относительно замкнутого контура системы отопления. Только в этом случае качественное поступление жидкости к подшипникам для смазывания рабочих узлов будет обеспечено через гильзу.
При перепадах давления, превышающих это, произойдет обратная утечка через уплотнение, что представляет собой одно из ограничений. факторы в конечном вакууме, достигаемые роторными лопастными насосами. В типичном ротационном лопастном насосе имеется четыре этапа работы.
Объем, занимаемый газом, увеличивается из-за пространства в форме полумесяца, созданного ротором, установленным на смещение. Верхняя большая лопасть проходит через входное отверстие, герметизируя его от закачиваемого газа. Сжатие. Дальнейшее вращение сжимает и нагревает газ перед самой нижней лопастью, уменьшая ее объем из-за уменьшения пространства между ротором и статором. Выхлопная. Когда нижняя лопасть продолжает вращение, давление перед ним увеличивается достаточно, чтобы открыть выпускной клапан, разряжая газ при давлении, слегка превышающем атмосферное.
Одним из важнейших компонентов в ротационном лопастном насосе является выпускной клапан, который питается несколькими портами.
- Первое вращение ротора на 180 ° вызывает подачу газа в камеру накачки.
- Давление газа уменьшается пропорционально увеличению его объема.
- Это втягивает газ в насос и генерирует необходимый вакуум.
- Изоляция.
Насосы с ротором «сухого» типа
При всей своей производительной мощности агрегаты подобного типа отличаются рядом недостатков:
- Высокий уровень шума в рабочем состоянии.
- Необходимость постоянного контроля над качеством перерабатываемой среды, поскольку насосы с «сухим» ротором не терпят наличия посторонних примесей мусора в воде или молекул воздуха. Такие «соседи» способны нарушить герметичность колец-уплотнителей в механизме.
При этом весь ассортимент насосов с «сухим» ротором делят на три вида:
Общее описание роторных насосов
Металлическая опорная плита ограничивает перемещение эластомерной части клапана. Некоторые клапаны представляют собой металл без эластомера, но эта конструкция восприимчива к эффекту, известному как «отсасывание», если насос останавливается под вакуумом. Так как клапан не использует эластомер, масло может просачиваться мимо него и «всасываться» обратно через насос и в вакуумную камеру или печь. Поскольку клапан открывается и закрывается при каждом повороте, он является источником шума и чувствителен к износу, независимо от того, используется ли эластомер или нет.
- Блочные устройства ;
- Вертикальные агрегаты , в которых двигатель находится в вертикальном положении, а оба патрубка располагаются на одной оси;
- Консольные (горизонтальные) , у которых двигатель смонтирован горизонтально, а патрубки располагаются перпендикулярно друг друга.
Правила выбора насоса: «сухой» или «мокрый» ротор
Роторные насосы, тип М
Клапан работает механически и принудительно открывается давлением, создаваемым насосом, а затем закрывается атмосферным давлением. Ротационные насосы смазываются маслом, которое не только обеспечивает уплотнение между сторонами высокого и низкого давления насоса, но и смазывает подшипники насоса и другие вращающиеся компоненты. Некоторые конструкции насосов, особенно старые, использующие циркуляцию смазочного масла, основывались на системе вакуумной подачи, благодаря которой вакуум, создаваемый самим насосом, также использовался для смазывания смазочного масла через подшипники ротора.
Для того чтобы система отопления работала максимально продуктивно, необходимо правильно подобрать насос в соответствии с параметрами дома и характеристиками отопительной системы. Только в этом случае и при условии правильного монтажа механизма с соблюдением принципов его работы тепло в доме будет качественным и продолжительным.
Другие насосы используют пружинные уплотнения с пружинным уплотнением вокруг вала ротора. Это уплотнение динамического типа, которое также требует смазки. Несмотря на то, что распределение масляного фильтра все еще используется, более современные насосы используют отдельный масляный насос для циркуляции масла через проходы, обработанные в статор, на подшипники и уплотнения ротора. Когда вакуумный насос работает, его вращение также вращает масляный насос, который установлен на том же валу, и создает положительное давление подачи масла на 4 бар выше атмосферного давления.
Итак, при выборе насоса учитывайте следующие моменты:
- Общая площадь дома и протяженность замкнутого контура системы отопления;
- Количество радиаторов на весь отрезок системы обогрева;
- Наличие систем «тёплый пол» и др.;
- Качество и плотность оконных металлопластиковых пакетов;
- Утепление стен, потолка или крыши в доме.
Важно: расчеты необходимого количества тепла должна проводить только грамотные теплотехники, которые учтут все важные нюансы и порекомендуют насос с номинальными именно для вашего помещения напорными характеристиками.
Это давление поднимает подпружиненный эластомерный диск, который позволяет маслам течь в желоб, подающий внутренние и роторные подшипники насоса, а также лопасти вакуумного насоса. Когда вакуумный насос останавливается, давление масляного насоса больше не появляется, чтобы открыть эластомерный диск, и, следовательно, он закрывается, предотвращая попадание масла в масло через насос и в вакуумную камеру. Независимо от того, используется ли масляный насос, избыточное масло выхлопно из насоса через выпускной клапан.
На вакуумных насосах, в которых используется отдельный масляный насос, также может быть встроен гидравлический приводной запорный клапан. В этой конструкции часть циркулирующего масла направляется на поршень, который соединен с впускным клапаном, где газ поступает в насос из вакуумной камеры. Поршень использует гидравлическое давление, создаваемое масляным насосом, чтобы открыть впускной клапан, позволяя газу поступать в насос из камеры. Клапан подпружинен и использует эластомерное уплотнение, чтобы остановить поток газа в течение 5 секунд после остановки насоса.
При этом важно учесть, что если вы выбираете насос к системе отопления, которая уже есть, но требует доработки, то лучше купить агрегат регулируемый. Это устройство отлично подстраивается под рабочие параметры заданного контура.
Принципы монтажа агрегатов с любым ротором
Роторный насос, серии T
Это обеспечивает дополнительную защиту от всасывания обратно в вакуумную камеру. Тщательно выбирается масло, используемое в роторных лопастных насосах. Помимо обеспечения смазки подшипников ротора, он должен.
- Обеспечьте уплотнение между лопатками и ротором.
- Обеспечьте охлаждение статора, передавая тепло во внешний корпус.
- Предложите антикоррозийную защиту металлических деталей от закачиваемого газа.
Для того чтобы работа циркуляционного оборудования была качественной, лучше пригласить для его установки специалистов. Но если есть делание установить помпу самостоятельно, то придерживайтесь таких правил:
- Монтаж агрегата производят у котла со стороны обратного типа. То есть там, где вода, прошедшая весь замкнутый контур системы, снова возвращается обратно. Но такое правило касается помещений, площадь которых не превышает 150-200 м2.
- Важно следить за расположением стрелки на корпусе насоса при его установке. Стрелка должна смотреть в сторону движения тёплой воды по системе.
- Все фланцевые и резьбовые стыки необходимо обработать герметиком, чтобы избежать возможных течей.
- Если вы имеете дело с системой отопления обратной циркуляции, то нелишним будет установить и байпас - отрезок трубы, который в случае ремонта агрегата сможет замкнуть контур отопления после снятия насоса.
Популярные модели насосов с ротором «мокрого» типа
Самыми популярными агрегатами для транспортировки воды с роторами «мокрого» типа являются продукты производства немецких, датских и канадских компаний. Особое место среди ассортимента товаров занимает насос Wilo.
Устройства имеют резьбовое соединение и оснащены системой регулировки частоты вращения для контроля над производительностью и мощностью помпы. Агрегаты Wilo используются в системах отопления и кондиционирования, а также в системах циркуляции холодной воды на предприятиях.
Насосы «Грундфос»
Еще одни лидеры на современном российском и мировом рынках насосного оборудования. Такие помпы отличаются высокой производительностью и надежностью. Благодаря тщательной сборке от щепетильных датчан агрегаты работают без сбоев и поломок длительное время.
Отличительными особенностями таких механизмов являются:
- Абсолютная инертность к воде и антикоррозионные свойства металла;
- Отсутствие необходимости частого профилактического обслуживания и ремонта (мокрый ротор делает своё дело);
- Надежная герметичность корпуса.
Важно: корпусы насосов «Грундфос» оснащаются специальным теплозащитным кожухом, что предотвращает риск возможного ожога пользователя.
Роторный насос – это объемный насос, в котором вытеснение жидкости производится из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательного и возвратно-поступательного движения рабочих органов – вытеснителей.
Рабочая камера роторного насоса ограничивается поверхностями составных элементов насоса: статора, ротора, и вытеснителя (одного или нескольких).
По характеру движения рабочих органов (вытеснителей) роторные насосы бывают роторно-вращательными и роторно-поступательными (классификационную схему по ГОСТ 17398-72 см. на рис. 2).
Роторно-вращательные насосы
В роторно-вращательных насосах вытеснители совершают только вращательное движение. К ним относят зубчатые (шестерённые, коловратные) и винтовые насосы. В зубчатых насосах рабочие камеры с жидкостью перемещаются в плоскости, перпендикулярной к оси вращения ротора, в винтовых насосах – вдоль оси вращения ротора.
Роторно-поступпательные насосы
В роторно-поступпательных насосах вытеснители совершают одновременно вращательные и возвратно-поступательные движения. К ним относятся шиберные (пластинчатые, фигурно-шиберные) и роторно-поршневые насосы (радиальные, аксиальные). В роторно-поршневых вытеснители обычно выполнены в виде поршней или плунжеров, которые располагаются радиально или аксиально по отношению к оси вращения ротора. Все роторно-поступательные насосы могут выполняться как в виде регулируемых машин, т. е. с изменяемым рабочим объёмом, так и не регулируемых. Все роторно-вращательные насосы являются нерегулируемыми.
Рис.2. Классификационная схема насосов
Вследствие того что в роторных насосах происходит перемещение рабочих камер с жидкостью из полости всасывания в полость нагнетания, эти насосы отличаются от насосов поршневых (и плунжерных) отсутствием всасывающих и напорных клапанов. Эти и другие конструктивные особенности роторных насосов обуславливают их некоторые общие свойства, также отличные от свойств поршневых насосов, а именно: обратимость, т. е. способность работать в качестве гидродвигателей (гидромоторов) при подвое к ним жидкости под давлением; более высокая быстроходность (до 3000 – 5000 об/мин) и бóльшая равномерность подачи, чем у поршневых насосов; возможность работы лишь на чистых, неагрессивных жидкостях, обладающих смазывающими свойствами (применение роторных насосов для подачи воды исключается).
- 532 просмотра